| 研究概要 |
高クヌッセン数流れとなるマイクロ流れに適用可能な多次元多変量複合同時計測手法の開発を行い,流れ場の総合的解明を実施することを目的とする.具体的には,レーザー誘起蛍光法と分子タギングを組み合わせた空間での速度・温度同時計測手法の開発を行い,壁面における圧力・温度・濃度計測を可能とする高秩序分子膜センサと組み合わせることにより実現する.また,同じ高クヌッセン数となる希薄気体流れの知見も流れの相似性を利用して有効に活用する.
まず,高クヌッセン数気体流れに対する速度計測は,前年度に実施した希薄気体流れの代表例である超音速自由噴流の知見を応用し,気体の内部流れに対する適用を行った.二酸化窒素を光解離させることにより生成する一酸化窒素をタグ付けされた分子とし,一定時間後にレーザー誘起蛍光法によって生成した一酸化窒素を可視化して撮像した.まず,生成した一酸化窒素の振動準位に着目し,異なる波長を用いて基底状態及び第一励起振動準位の一酸化窒素を可視化計測し,SN比について検討した.その結果,信号強度が高い基底状態の一酸化窒素を利用した方が良いことを明らかにした.また,内部流れに適用した際に重要となる流路と光学系の調整をするために,実験系の改良を行い,より精度よく計測できるよう工夫を行った.
高秩序分子膜センサの開発においては,感圧分子膜を流路内に障害物を有する複雑なマイクロ気体流れ場に適用し,その実用性の検証を実施した.また,液体に対して感圧塗料を利用する際の特性や,非定常計測に対する詳しい検証を実施して,その基礎特性の把握を進めた.
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